CN202971043U - 风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风力发电装置。该风力发电装置具有圆筒状的导电部件、外侧端子和内侧端子。圆筒状的导电部件相对于沿第1轴线延伸的支撑部件相对地静止。外侧端子电连接于发电机，相对于导电部件的外周面，可移动地接触导电部件的外周面。内侧端子通过螺纹固定或者焊接的方式固定于设置在导电部件的内周面的连接部。并且，导电部件在与连接部对置的位置具有开口部。在将内侧端子固定于导电部件时，能够借助开口部使实施螺纹固定或者焊接的工具接近至连接部。因此，能够容易且牢固地将内侧端子固定在导电部件的内周面。

Description

风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电装置。

背景技术

以往，已知有利用风力来获得电力的风力发电装置。特别是近来，作为代替二氧化碳排出量高的火力发电，或者是放射性物质管理困难的核能发电的自然能源技术而言，对风力发电的需求逐渐增长。

风力发电装置根据风向来改变旋转翼的方向。因此，为了与旋转翼的方向无关地输送由发电获得的电力，有使电刷接触滑环的机构。例如，在日本特开第2000-274347号的说明书中记载了一种风力发电装置。该风力发电装置在输送发电出的电力的电缆与负载装置之间设置有滑环装置（权利要求1）。

并且，关于以往的滑环的结构，例如记载在日本特开第2002-260799号的说明书中。在日本特开第2002-260799号的说明书中，记载了在多个接点圆环的内周面焊接电线从而形成导电连接的情况（段落0022，图2）

专利文献1：日本特开第2000-274347号说明书

专利文献2：日本特开第2002-260799号说明书

锡焊与螺纹固定或者焊接比较，电连接的可靠性较低。因此，为了更可靠地将端子连接于滑环，优选利用螺纹固定或者焊接的方式。但是，因为滑环本身的形状为环状，所以难以实现将用于实施螺纹固定或者焊接的工具相对于滑环的内周面垂直配置。因此，在滑环的内周面，螺纹固定或者焊接端子的操作变得困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是，在风力发电装置中，提供了能够容易且牢固地将端子固定在环状的导电部件的内周面的结构。

本申请示例的第1实用新型的风力发电装置具有支撑部件、机舱、发电机、旋转翼、圆筒状的导电部件、外侧端子和内侧端子。支撑部件沿第1轴线呈圆筒状延伸；机舱借助轴承被所述支撑部件支撑为可旋转；发电机安装于所述机舱；旋转翼连接于所述发电机，以第2轴线为中心旋转；圆筒状的导电部件相对于所述支撑部件相对地静止；外侧端子电连接于所述发电机，相对于所述导电部件的外周面可移动地接触所述导电部件的外周面；内侧端子通过螺纹固定或者焊接的方式，固定于设置在所述导电部件的内周面的连接部，所述导电部件在与所述连接部对置的位置具有开口部。

根据本申请示例的第1实用新型，能够借助开口部，使实施螺丝固定或者焊接的工具接近至连接部。因此，能够容易且牢固地将内侧端子固定在导电部件的内周面。

附图说明

图1是第1实施方式所涉及的风力发电装置的纵剖视图。

图2是第2实施方式所涉及的风力发电装置的侧视图。

图3是第2实施方式所涉及的风力发电装置的纵剖视图。

图4是第2实施方式所涉及的轴的立体图。

图5是第2实施方式所涉及的通电机构的纵剖视图。

图6是第2实施方式所涉及的滑环以及绝缘部件的分解立体图。

图7是表示第2实施方式所涉及的通电装置的组装时的样子的纵剖视图。

图8是第2实施方式所涉及的滑环的侧视图。

图9是变形例所涉及的滑环的俯视图。

图10是变形例所涉及的滑环的立体图。

符号说明

1、1A 风力发电装置

11 杆

12 轴

12A 支撑部件

13、13A 机舱

14、14A 发电机

15、15A 旋转翼

16 尾翼

17 通电机构

21 下轴承部

21A 轴承

22 上轴承部

23 导线

24 螺丝

31、31B、31C 滑环

31A 导电部件

32 绝缘部件

33、33A 外侧端子

34、34A 内侧端子

91、91A 第1轴线

92、92A 第2轴线

124 狭缝

311、311B、311C 螺丝孔

311A 连接部

312 切口

312A 开口部

312C 贯通孔

323 凹部

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型示例的实施方式进行说明。

1.第1实施方式

图1是本实用新型的第1实施方式所涉及的风力发电装置1A的纵剖视图。如图1所示，该风力发电装置1A具有支撑部件12A、机舱13A、发电机14A、旋转翼15A、导电部件31A、外侧端子33A和内侧端子34A。

支撑部件12A沿第1轴线91A呈圆筒状延伸。机舱13A借助轴承21A，被支撑部件12A支撑为可旋转。发电机14A安装于机舱13A。旋转翼15A连接于发电机14A，以第2轴线92A为中心旋转。

导电部件31A为圆筒状的部件，相对于支撑部件12A相对地静止。外侧端子33A与发电机14A电连接。并且，外侧端子33A相对于导电部件31A的外周面可移动地接触导电部件31A的外周面。内侧端子34A通过螺纹固定或者焊接，固定于设置在导电部件31A的内周面的连接部311A。

并且，如图1所示，导电部件31A在与连接部311A对置的位置具有开口部312A。因此，将内侧端子34A固定于导电部件31A时，能够借助开口部312A使实施螺纹固定或者焊接的工具接近至连接部311A。因此，能够容易且牢固地将内侧端子34A固定在导电部件31A的内周面。

2.第2实施方式

2-1.风力发电装置的整体结构

接下来，对本实用新型的第2实施方式进行说明。

图2是第2实施方式所涉及的风力发电装置1的侧视图。图3是从图2中的III-III位置观察的风力发电装置1的纵剖视图。该风力发电装置1是靠流经外部的风的力量而使旋转翼15旋转，并将旋转翼15产生的转矩转换成电力的装置。如图2与图3所示，本实施方式的风力发电装置1具有杆（pole）11、轴12、机舱13、发电机14、旋转翼15、尾翼16和通电机构17。

杆11和轴12沿第1轴线91，分别呈大致圆筒状延伸。第1轴线91可沿垂直方向延伸，也可沿其它方向延伸。但是，以下将沿第1轴线91的方向作为上下方向，相对于杆11将通电机构17侧作为上，来说明各部分的形状和位置关系。然而，这只是为了方便说明而定义的上下方向，并不限定本实用新型所涉及的风力发电装置在使用时的方向。

轴12被杆11支撑。通电机构17被轴12支撑。并且，机舱13借助下轴承部21和上轴承部22，被轴12支撑。也就是说，在本实施方式中，杆11和轴12构成直接地或间接地支撑通电机构17和机舱13的支撑部件。

图4是轴12的立体图。如图4所示，轴12具有下小径部121、位于比下小径部121靠近上侧的大径部122和位于比大径部122更靠近上侧的上小径部123。大径部122的直径大于下小径部121以及上小径部123的直径。并且，在上小径部123处，设置了为配置后述的内侧端子34的狭缝124。狭缝124从轴12的上端部，沿第1轴线91向下方延伸。

如图3所示，下小径部121和大径部122***至杆11的内侧。并且，大径部122的下表面接触形成在杆11内部的台阶面。由此，轴12相对于杆11而在第1轴线方向被定位。并且，下轴承部21的内圈接触大径部122的上表面。并且，3条导线23***至杆11和轴12的内侧。

机舱13、发电机14和旋转翼15沿第2轴线92排列。第2轴线92可沿水平方向延伸，也可沿其它方向延伸。以下将沿第2轴线92的方向作为前后方向，相对于机舱13将旋转翼15侧作为前，来说明各部分的形状和位置关系。但是，这只是为了方便说明而定义的前后方向，并不限定本实用新型所涉及的风力发电装置在使用时的方向。

机舱13具有以第2轴线92为中心呈环状延展的侧壁部131、和堵住侧壁部131的后方的端部的端面部132。通电机构17容纳在机舱13的内部。并且，如图3所示，机舱13具有从侧壁部131的下部朝向机舱13的内侧，呈大致圆筒状延伸的内侧圆筒部133。下轴承部21和上轴承部22介于轴12和内侧圆筒部133之间。因此，机舱13在被轴12支撑的同时，以第1轴线91为中心旋转。

发电机14安装在机舱13的前部。发电机14具有相对于机舱13相对静止的静止部、和以第2轴线92为中心旋转的旋转部。发电机14的静止部具有例如由排列在第2轴线92周围的多个线圈所构成的电枢。并且，发电机14的旋转部具有例如由排列在第2轴线92周围的多个磁铁所构成的场磁体。

旋转翼15连接到发电机14的旋转部。旋转翼15具有相对于第2轴线92呈放射状延伸的多个叶片151。当流经外部的风打到叶片151时，通过流经外部的风的力量，旋转翼15和发电机14的旋转部以第2轴线92为中心旋转。这样，由于发电机14的电枢和场磁体之间的磁作用，在多个线圈处产生感应电力。也就是说，旋转翼15的转矩被转换为电力。

尾翼16借助连接部161，可摇动地安装于机舱13的端面部132。当风打到尾翼16时，尾翼16朝向背风侧。其结果是，旋转翼15朝向迎风侧。这样的话，风更有效率地打到旋转翼15，从而能够提高发电效率。也就是说，尾翼16起到使旋转翼15的朝向跟随风向的变化的作用。

2-2.关于通电机构

通电机构17是与以第1轴线91作为中心的机舱13和发电机14的旋转位置无关地，将从发电机14获得的电流导向轴12内的3条导线23的机构。图5是通电机构17的纵剖视图。如图5所示，通电机构17具有三个滑环31、四个绝缘部件32、六个外侧端子33和三个内侧端子34。

三个滑环31和四个绝缘部件32在下轴承部21和上轴承部22之间，沿第1轴线方向被配置为多层。轴12***至滑环31和绝缘部件32的内侧。滑环31和绝缘部件32被轴12支撑，并相对于轴12相对静止。各滑环31为大致圆筒状的导电部件，并与第1轴线91同轴配置。对于滑环31的材料而言，可使用例如铜等金属。

绝缘部件32为由作为绝缘体的树脂形成的呈环状的部件。图6是滑环31和绝缘部件32的分解立体图。如图5和图6所示，绝缘部件32具有大致圆筒状的内侧绝缘部321、和从内侧绝缘部321的外周面向外侧突出的凸缘部322。各绝缘部件32的内侧绝缘部321介于轴12的外周面和滑环31的内周面之间。由此，轴12和滑环31彼此绝缘。

并且，各绝缘部件32的凸缘部322分别被配置在下轴承部21与下层的滑环31之间、下层的滑环31和中间层的滑环31之间、中间层的滑环31和上层的滑环31之间以及上层的滑环31和上轴承部22之间。由此，下轴承部21、上轴承部22以及三个滑环31彼此绝缘。因此，能够在第1轴线方向紧密地配置这些部件。

并且，在本实施方式中，用于支撑机舱13的一对轴承部21、22分别被配置在通电机构17的下侧和上侧。由此，一对轴承部21、22被配置在第1轴线方向上的分离的位置。其结果是，机舱13相对于轴12，更稳定地被支撑。

外侧端子33是接触滑环31的外周面的导电性的电刷。在本实施方式中，在下层、中间层、以及上层滑环31的各外侧分别配置两个外侧端子33。六个外侧端子33与机舱13一同，以第1轴线91为中心旋转。并且，各外侧端子33靠弹簧331向滑环31侧被施力。因此，当机舱13旋转时，各外侧端子33一边相对于滑环31的外周面可移动地接触滑环31的外周面，一边旋转。

并且，各外侧端子33电连接于发电机14的线圈。由发电机14的线圈产生的感应电流通过外侧端子33导向滑环31。特别是，在本实施方式中，三相交流的各相所对应的电流分别借助两个外侧端子33向各滑环31供给。通过并列设置两个外侧端子33，降低了发电机14和滑环31之间的电阻。因此，可借助外侧端子33更高效率地向滑环31供给电力。

内侧端子34分别设置在3条导线23的上端部。并且，各内侧端子34固定在滑环31的内周面。在本实施方式中，在滑环31处形成螺丝孔311。并且，螺丝24固定于螺丝孔311中，内侧端子34夹在螺丝24的头部和滑环31的内周面之间。由此，滑环31和内侧端子34被牢固地固定。也就是说，在本实施方式中，滑环31的螺丝孔311成为用于连接内侧端子34的连接部。

并且，滑环31在与螺丝孔311对置的位置具有切口312。切口312从滑环31的上端部朝向下方延伸。在本实施方式中，利用该切口312，能够容易地实施内侧端子34相对于滑环31的螺纹固定。

图7是表示将内侧端子34固定于滑环31时的样子的纵剖视图。另外，此时，轴12还没***至滑环31和绝缘部件32的内侧。如图7所示，在固定内侧端子34时，将用于实施螺纹固定的工具亦即螺丝刀40***切口312。并且，借助切口312使螺丝刀40接近至螺丝孔311的附近。这样的话，能够在将螺丝刀40的轴线与螺丝24的轴线配置在大致一直线上的状态下实施螺纹固定。因此，能容易且牢固地将内侧端子34固定在滑环31的内周面。

并且，如图6所示，在本实施方式中，在绝缘部件32的内侧绝缘部321处，设置有一对凹部323。在将绝缘部件32安装于滑环31时，将这些凹部323配置在滑环31的螺丝孔311的上方或者下方。这样的话，能够防止绝缘部件32与内侧端子34、螺丝24以及导线23接触。因此，能够在第1轴线方向紧密地配置滑环31和绝缘部件32。

图8是滑环31的侧视图。如图8所示，在本实施方式中，切口312的第1轴线方向的尺寸h2大于螺丝孔311的第1轴线方向的尺寸h1。并且，切口312的周向的尺寸d2大于螺丝孔311的周向的尺寸d1。这样的话，延展了螺丝刀40在切口312内部的可动范围。因此，利用螺丝刀40实施螺纹固定的作业变得更加容易。

并且，如图5所示，在本实施方式中，外侧端子33配置在第1轴线方向上的与螺丝孔311和切口312不同的位置。由此，外侧端子33与螺丝孔311和切口312不会重合，并相对于滑环31的外周面可移动地接触滑环31的外周面。这样的话，外侧端子33不会接触螺丝24和切口312的边缘而损伤。因此，能够抑制外侧端子33的劣化。特别是，在本实施方式中，在滑环31的第1轴线方向的端部设置有切口312。因此，能够在防止切口312与外侧端子33接触的同时，扩展滑环31与外侧端子33的接触面积。

并且，在本实施方式中，三个滑环31的各个螺丝孔311和三个内侧端子34均沿轴12的狭缝124配置在第1轴线方向。并且，根据与上述对应地，三个滑环31的各切口312也沿第1轴线方向排列。因此，能够从相同方向实施三个内侧端子34的螺纹固定。由此，螺纹固定的作业变得更加容易。

3.变形例

以上，对本实用新型示例的实施方式进行了说明，但本实用新型并不限于上述的实施方式。

图9是一变形例所涉及的滑环31B的俯视图。如图9所示，切口312B也可设在从正对螺丝孔311B的位置稍微错开的位置。即使螺丝孔311B和切口312B不设在滑环31B的正对的位置，只要能够借助切口312B，使固定内侧端子的工具接近至螺丝孔311B的附近即可。

图10是其他变形例所涉及的滑环31C的立体图。在图10的示例中，在滑环31C设置贯通孔312C来代替切口。即使是这样的形状，也能够借助贯通孔312C，使固定内侧端子的工具接近至螺丝孔311C的附近。也就是说，本实用新型的“开口部”可为如图6所示的切口，也可为如图10所示的贯通孔。

但是，在采用切口的情况下，不仅可从切口的侧面***工具，也可从切口的上方***。因此，从***工具的容易程度的观点考虑，与贯通孔相比优选切口。并且，即使在采用贯通孔的情况下，也优选将贯通孔设置在从滑环的第1轴线方向的中央错开的位置。这样的话，能够在防止贯通孔和外侧端子接触的同时，扩展滑环和外侧端子的接触面积。

并且，作为其他变形例，也可采用电阻焊接、超声波焊接或者激光焊接，来在滑环的内周面固定内侧端子。在实施这些焊接时，若在滑环处设有切口或者贯通孔，也能够借助该切口或者该贯通孔，使工具接近焊接的地方。因此，能够容易地将内侧端子焊接在滑环的内周面。

如上述第2实施方式，发电机可配置在机舱的前部，也可配置在其他的位置。例如，发电机可配置在机舱的内部或者机舱的后部。并且，在本实施方式中，滑环的数量为三个，但并不限于上述方式。滑环的数量可为一个、两个，也可为四个以上。并且，在滑环处设置的开口部的形状并不限定于本申请的各图所示的形状。

此外，关于各部件的细微部分的形状，也可与本申请的各图所示的形状不同。并且，上述实施方式或变形例中出现的各要素在不发生矛盾的范围内可适当地进行组合。

本实用新型能够利用于风力发电装置。

Claims (14)

1.一种风力发电装置，其特征在于，

该风力发电装置具有：

支撑部件，其沿第1轴线呈圆筒状延伸；

机舱，其借助轴承被所述支撑部件支撑为可旋转；

发电机，其安装于所述机舱；

旋转翼，其连接于所述发电机，以第2轴线为中心旋转；

圆筒状的导电部件，其相对于所述支撑部件相对地静止；

外侧端子，其电连接于所述发电机，相对于所述导电部件的外周面可移动地接触所述导电部件的外周面；以及

内侧端子，其通过螺纹固定或者焊接的方式，固定于设置在所述导电部件的内周面的连接部，

所述导电部件在与所述连接部对置的位置具有开口部。

2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，

所述内侧端子螺纹固定于所述连接部。

3.根据权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于，

所述连接部具有螺丝孔，

在从侧面观察时，所述开口部大于所述螺丝孔。

4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的风力发电装置，其特征在于，

所述开口部和所述外侧端子配置在第1轴线方向上的互不相同的位置。

5.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，

所述开口部设置在从所述导电部件的第1轴线方向的中央错开的位置。

6.根据权利要求5所述的风力发电装置，其特征在于，

所述开口部是设置在所述导电部件的第1轴线方向的端部的切口。

7.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，

所述风力发电装置具有：

多个所述导电部件，它们沿第1轴线方向排列；

多个内侧端子，它们对应于多个所述导电部件；以及

绝缘部件，其配置在多个所述导电部件之间。

8.根据权利要求7所述的风力发电装置，其特征在于，

多个所述导电部件的各连接部沿第1轴线方向排列，

多个所述导电部件的各开口部沿第1轴线方向排列。

9.根据权利要求8所述的风力发电装置，其特征在于，

所述支撑部件包含***于多个所述导电部件的内侧的圆筒状的轴，

所述轴具有沿第1轴线方向延伸的狭缝，

多个所述内侧端子沿所述狭缝配置在第1轴线方向。

10.根据权利要求7至权利要求9中的任一项所述的风力发电装置，其特征在于，

所述绝缘部件在所述连接部的附近具有凹部。

11.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，

在所述支撑部件和所述机舱之间，具有一对所述轴承，

在一对所述轴承之间，配置有所述导电部件。

12.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，

所述机舱还具有：

连接部，其配置在与所述旋转翼相反的端面；以及

尾翼，其借助所述连接部，可摇动地被安装。

13.根据权利要求7所述的风力发电装置，其特征在于，

所述导电部件的数量为三个。

14.根据权利要求7所述的风力发电装置，其特征在于，

所述绝缘部件还具有：

圆筒状的内侧绝缘部；和

从所述内侧绝缘部的外周面向外侧突出的凸缘部。

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